ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термическая обработка чугуна (канд. техн наук А. Д. Ушаков) из "Материалы в машиностроении Выбор и применение Том 4 " Количественной мерой для определения указанного стимула может служить величина термодинамической активности углерода ас в системе. Если она больше единицы (активность углерода в графите = 1,0 при выборе последнего в качестве стандартного состояния углерода) сплав способен графитизироваться. [c.16] Марганец и особенно хром резко снижают активность углерода в эвтектике и соответственно тормозят процесс графитизации. [c.16] Кремний резко повышает активность углерода и служит одним из наиболее сильно действующих графитизаторов . [c.16] Фосфор мало влияет на увеличение яс при ледебуритном превращении и соответственно считается слабо действующим графитизатором . [c.16] Вместе с тем, существуют такие элементы, как висмут, а также отчасти теллур, селен, сера, которые отбеливают чугун в результате действия, главным образом, кинетических факторов (ингибирования графитообразования). Это позволяет применять их для стабилизации отбела отливок при кристаллизации в самых различных условиях. Влияние элементов на активность углерода связано с их распределением между фазами чугуна [4, 12] и может быть соответственно рассчитано по формуле Хиллерта или другим. [c.17] Карбидообразующие элементы типа хрома и марганца характерны прямой дендритной микроликвацией, прямой эвтектической микроликвацией при аусте-нито-графитном превращении эвтектического расплава и обратной эвтектической микроликвацией при ледебуритном распаде [12, 13]. [c.17] Поэтому такие элементы либо слабо графитизируют чугун, либо слабо отбеливают в зависимости от знака их влияния на ас и действия накладывающихся кинетических факторов (особенно в случае горофильных элементов V и VI групп). [c.17] Несмотря на столь сложную взаимозависимость влияний элементов на структуро-образованне чугуна, в качестве первого приближения можно принять приведенную в табл. 1 классификацию основных компонентов чугуна в зависимости от их воздействия на склонность чугуна к графитизации. [c.17] В расплаве возникает временная субмикроскопическая неоднородность (повышенная концентрация флуктуаций), приводящая к образованию увеличенного (против равновесного) количества центров графитизации, и чугун затвердевает без отбела. [c.18] Если расплав после ввода добавок продолжительное время выдержать в жидком состоянии, эффект модифицирования исчезает вследствие выравнивания временной неоднородности расплава и снижения количества флуктуаций критической амплитуды до нормального, недостаточного для создания необходимого числа центров графитизации. [c.18] При больших переохлаждениях кремний, наоборот, тормозит ферритообразо-вание. В быстро охлажденных отливках из чугуна с повышенным содержанием кремния часто выпадает точечный феррит, расположенный в центре эвтектических колоний или по дендритным осям (в результате скопления в этих местах кремния). Для предотвращения этого нежелательного явления при производстве тонкостенных отливок и кокильного литья необходимо снижать содержание кремния в чугуне за счет повышения содержания углерода вплоть до заэвтектического. [c.18] марганец, молибден, никель, медь тормозят выпадение феррита в чугуне, увеличивают переохлаждение аустенита и сорбитизируют перлит. Ввиду того что феррит в большинстве случаев является нежелательной структурной составляющей в чугуне с пластинчатым графитом (так как он снижает прочность чугуна, не повышая его пластичности, которая остается низкой из-за надрезывающего действия графитных пластинок), это влияние перечисленных элементов широко используется на практике. Так, при совместном легировании серого чугуна хромом и никелем из расчета компенсации отбеливающего действия хрома графитизирующим влиянием никеля (при эвтектическом превращении) достигается возможность получения перлитной структуры даже в толстостенных частях отливок . [c.18] Приведенные данные показывают, что влияние элементов на графитизацию чугуна в эвтектоидном интервале отличается в ряде случаев от их влияния при эвтектическом превращении расплава или при однофазном состоянии металла — жидком или аустенитном (табл. 2). [c.18] Большое значение имеет влияние компонентов белого чугуна на форму выделяющегося при отжиге графита. Чем компактнее форма графитных включений, тем выше свойства чугуна. Форма графитных включений ухудшается с повышением содержания Si, А1 и Р. Отрицательно влияет также повышение температуры. [c.20] Фактор компактности графита практически не учитывается при графитизиру-ющем отжиге отбеленного чугунного литья, но имеет первостепенное значение при производстве ковкого чугуна, отжиге чугунного листа. Особо компактную форму углероду отжига в ковком чугуне придает сера. В связи с этим на ряде заводов содержание серы в нем увеличивают до 0,2—0,3% с целью повышения прочностных и пластических свойств. Легирование белого чугуна небольшим количеством магния также придает углероду отжига шаровидную форму. [c.20] Значительное влияние на кинетику графитизации белого чугуна оказывает его предварительная закалка на мартенсит. Длительность отжига при этом сокращается в 2—3 раза, структура графитной фазы сильно размельчается. [c.20] Выше было показано, что основными факторами, влияющими на структурооб-разование чугуна, являются его химический состав и скорость процессов кристаллизации (как в жидком, так и в твердом состоянии). Поэтому на протяжении нескольких десятилетий ставились и решались задачи создания на базе этих факторов методов инженерного расчета структуры чугуна. [c.20] Вернуться к основной статье